CN103131108A - 抗菌复合材料、抗菌复合材料的制备方法,及抗菌液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗菌复合材料、抗菌复合材料的制备方法及抗菌液,抗菌复合材料的制备方法包含将一高分子聚合物与有机改质无机粘土分散于一溶剂中,形成一预混物,接着将一硝酸银加入该预混物中分散,令银离子分散于该有机改质无机粘土的层间,且该硝酸银与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.05~0.3之间,得到一高分子复合材料,再将该高分子复合材料浸入一还原液中,令该高分子复合材料的银离子还原成银原子,即可完成该抗菌复合材料的制备。由该制备方法制得的抗菌复合材料及含有该抗菌复合材料的抗菌液具有持久的抗菌效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗菌材料,其制备方法及抗菌溶液,特别是涉及一种具有无机粘土/聚合物/银复合结构的抗菌复合材料,其制备方法,及具有该抗菌复合材料的抗菌液。
背景技术
由于生活形态的改变及对生活品质的要求,因此大众对抗菌材料的需求日益增加,例如公共场所的桌面、厕所、厨房、空调设备的滤网、冷却水塔、家中的地板、餐桌、幼儿园儿童共用的玩具等器具或是衣物等,均愈来愈要求其抗菌性能,以期能降低细菌孳生及传染病发生的机率。目前抗菌材料及用于抗菌的方法种类繁多,其中纳米银可杀死的细菌多达600多种,例如大肠杆菌、沙门氏杆菌及绿脓杆菌等,且由于银为不具毒性的物质对人体无害,因此利用纳米银直接进行杀菌、或是将纳米银与聚合物制成复合抗菌材料,直接应用在制造一般生活用品或是例如光学元件、电子元件等不同的领域当中使其具有抗菌性,则是目前常用的抗菌方式及抗菌材料。
然而,利用纳米银直接进行杀菌时,由于银纳米粒子具有极高的表面活性,所以当溶液中具有较高浓度的纳米银时,纳米银容易聚集,而会降低抗菌功效;而为了防止溶液中的纳米银粒子产生凝聚现象,因此通常需要额外添加分散剂或是稳定剂于溶液中,然而,分散剂及稳定剂的添加则表示会使用更多的化学药品;而利用纳米银与聚合物制成复合抗菌材料时,因为一般制备聚合物/纳米银复合材料的方式通常是将纳米银粒子利用机械搅拌的方式分散于已融熔或溶解的聚合物基质中,或是利用添加分散剂令银纳米粒子分散于聚合物基质中而得到聚合物/金属纳米复合材料。然而,银纳米粒子在分散过程中仍会因为纳米银容易聚集的问题,很难将其均匀地分散在高分子基质中,而无法得到物性及化性均符合需求的聚合物/银纳米复合材料。
因此,目前为了改善银纳米于聚合物基质中的分散性,有利用先将银离子分散于聚合物基质,再以物理方法,例如:热处理、电子束及光子还原,或是利用化学还原反应,例如使用硼氢化钠(NaBH4)或二甲基甲酰胺(DMF)等还原剂,将银离子还原成银原子而得到聚合物/银纳米复合材料。然而,无论是直接将纳米银粒子直接分散于高分子基材或是利用还原方式将银离子还原成银原子而分散于高分子基材,都会因为银纳米粒子的高表面活性,因此分散后的银纳米粒子都会容易再聚集起来,而无法将其均匀且稳定地分散在高分子基质或是水溶液中。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用无机粘土为银离子分散剂的抗菌复合材料的制备方法。
本发明的另一目的是提供一种抗菌复合材料。
本发明的又一目的是提供一种具有长效抗菌效果的抗菌液。
本发明的抗菌复合材料的制备方法,包含以下三个步骤。
步骤(a),将一高分子聚合物与一有机改质无机粘土分散于一溶剂中,形成一预混物。
步骤(b),将一硝酸银加入该预混物中分散,令银离子借助该有机改质无机粘土的阴离子而稳定分散于该有机改质无机粘土的层间,其中,该硝酸银与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.05~0.3之间,然后将该预混物的溶剂移除,得到一高分子复合材料。
步骤(c),将该高分子复合材料浸入一还原液中,令该高分子复合材料的银离子还原成银原子,即可完成该抗菌复合材料的制备。
较佳地,前述的抗菌复合材料的制备方法,其中该硝酸银与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.1~0.2之间。
较佳地,前述的抗菌复合材料的制备方法,其中该有机改质无机粘土的含量不大于该高分子聚合物重量的7%,该有机改质无机粘土是由无机粘土与四级铵盐类化合物进行阳离子交换后而得,且该四级铵盐类化合物具有至少一个碳数介于10~20的长链烷基取代基团。
较佳地,前述的抗菌复合材料的制备方法,其中该无机粘土选自硅矾石类粘土、绢云母、高岭土、蛭石、人工无机层状材料,或前述其中一组合。
本发明的一种抗菌复合材料,包含一有机改质无机粘土、一纳米银粒子,及一高分子聚合物,其中该有机改质无机粘土是由无机粘土与四级铵盐类化合物进行阳离子交换后而得,且该纳米银粒子与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.1~0.3之间。
较佳地,前述的抗菌复合材料,其中该无机粘土选自硅矾石类粘土、绢云母、高岭土、蛭石,或人工无机层状材料。
较佳地,前述的抗菌复合材料,其制作方法中该步骤(c)是在60~80℃的温度条件下进行。
较佳地,前述的抗菌复合材料,以该抗菌复合材料重量百分比为100wt%计,该有机改质无机粘土的重量百分比不大于7wt%,且该纳米银粒子与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.1~0.2之间。
较佳地,前述的抗菌复合材料,其中该高分子聚合物选自聚丙烯腈、聚乙烯醇,或聚偏氟乙烯。
此外,本发明的抗菌液包含一水溶液,及一浸泡于该水溶液中的抗菌复合材料,该抗菌复合材料包括有机改质无机粘土、纳米银粒子,及高分子聚合物,其中该有机改质无机粘土是由无机粘土与四级铵盐类化合物进行阳离子交换后而得,且该纳米银粒子与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.1~0.2之间。
较佳地,前述的抗菌液,以该抗菌复合材料重量百分比为100wt%计,该有机改质无机粘土的重量百分比不大于7wt%,且该抗菌复合材料与该水溶液的重量比值介于0.01~0.02之间。
本发明的有益效果在于:利用高分子聚合物分散有机改质无机粘土,再利用无机粘土的阴离子将银离子稳定的分散其层状结构中,最后再将该银离子还原成银,即可得到分散性及抗菌性佳的抗菌复合材料,而利用该抗菌复合材料的控制释放效果则可得到抗菌效果持久的抗菌液。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的抗菌复合材料的制备方法的流程图;
图2是说明该抗菌复合薄膜A-5的TEM图;
图3是说明该抗菌复合薄膜B-2的TEM图;
图4是说明该抗菌复合薄膜A-5的AFM图;
图5是说明该抗菌复合薄膜B-2的AFM图;
图6是将F值与抑菌环直径作图,说明具有不同F值的该抗菌复合薄膜(A-2、A-6、A-10、A-14,及A-18)的抗菌液的抑菌结果;
图7是将该抗菌复合薄膜A-14在水中的浸泡时间与抑菌环直径作图,所得的抑菌结果;
图8是将该抗菌液浓度与抑菌环直径作图,说明不同浓度抗菌液的抑菌结果;
图9是将该抗菌复合薄膜在水中的浸泡时间与抑菌环直径作图,说明该抗菌复合薄膜A-14在水中浸泡不同时间后所得的抗菌液的抑菌结果。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是,本发明并不限于下述具体实施方式,本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明,各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。
本发明抗菌复合材料的一个较佳实施例包含:有机改质无机粘土、纳米银粒子,及高分子聚合物。
该有机改质无机粘土是由无机粘土与四级铵盐类化合物进行阳离子交换后而得,而为了不影响该抗菌复合材料的物性及抗菌性,该有机改质无机粘土的重量不大于高分子聚合物重量的7%,且该纳米银粒子与该高分子聚合物的重复单元(repeatunit)的摩尔比值介于0.1~0.3之间。
该无机粘土(clay)可选自硅矾石类粘土、绢云母、云母管状高岭土、蛭石、人工制作无机层状材料,或前述其中一组合,且该四级铵盐类化合物为具有至少一个碳数介于10~20的长链烷基取代基团,较佳地,该无机粘土选自离子交换容量较高(约为70-120毫当量/100g)的蒙脱石(Smectite)族的蒙脱土及铝蒙脱土,该四级铵盐类化合物为具有二个碳数不小于10的长链烷基取代基团,该高分子材料可选自一般常用的高分子聚合物,例如:聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)、聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVdF)、聚酯、聚乙烯,较佳地,该四级铵盐类化合物为具有二个碳数介于10~20的长链烷基取代基团,而为了制备成膜性较佳的抗菌复合材料薄膜,该高分子材料选自聚丙烯腈、聚乙烯醇,或聚偏二氟乙烯。
此外,为了得到最好的抗菌及分散效果,以该抗菌复合材料重量百分比为100wt%计,该有机改质无机粘土的重量百分比不大于7wt%,且该纳米银粒子与该高分子材料的重复单元的摩尔比值介于0.1~0.2之间。
参阅图1,本发明该抗菌复合材料的较佳实施例的制备方法包含以下三个步骤。
首先进行步骤11,将一高分子聚合物与一有机改质无机粘土分散于一溶剂中,形成一预混物。
该有机改质无机粘土是由无机粘土(clay)的阳离子与四级铵盐类化合物进行离子交换后而得,且该四级铵盐类化合物为具有至少一个碳数不小于10的长链烷基取代基团。该经四级铵盐化合物改质的有机改质无机粘土,则可利用该四级铵盐化合物的亲油性取代基团而增加该无机粘土于后续分散过程中与溶剂及高分子材料的分散性。
该高分子聚合物可选自例如聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)、聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVdF)、聚酯、聚乙烯,而该溶剂则是选自可溶解该高分子聚合物的极性溶剂,例如醋酸乙酯(EAC)、醋酸丁酯(BAC)、甲基异丙酮(MIBK)、丁酮(MEK)、甲苯(Toluene)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO),或N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)等。
接着进行步骤12,将一硝酸银加入该预混物分散,然后将该溶剂移除,得到一高分子复合材料。
该步骤12是加入与该高分子材料的重复单元(repeat unit)的摩尔比值(F)介于0.1~0.3之间的硝酸银至该预混物中搅拌、分散,令银离子借助该有机改质无机粘土的阴离子而稳定分散于该有机改质无机粘土的层间,然后将该溶剂移除得到一高分子复合材料。
要说明的是,为了精确的控制各成份间的比例,该步骤11也可在形成该预混物后先将溶剂移除,而形成固体的高分子聚合物/有机改质无机粘土粉末,如此,于进行该步骤12时即可秤取固体的高分子材料/有机改质无机粘土粉末与硝酸银再溶于该溶剂中,可更精确的控制该硝酸银与该高分子材料/有机改质无机粘土的摩尔比值。
较佳地,为了得到具有较佳抗菌性能的抗菌复合材料,该硝酸银与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值(F)介于0.1~0.2之间。
要说明的是,当该有机改质无机粘土的含量过高时,会因为该有机改质无机粘土的再聚集而影响制得的抗菌复合材料的物性表现,较佳地,以该抗菌复合材料重量百分比为100wt%计,该有机改质无机粘土的重量百分比不大于7wt%。
最后进行步骤13,将该高分子复合材料中的银离子还原成银原子,完成该抗菌复合材料的制备。
该步骤13是将该高分子复合材料浸入一含有还原剂的还原溶液中,令该还原剂将高分子复合材料的银离子还原成银原子即可制得该抗菌复合材料。
该还原剂可选自硼氢化钠(NaBH4)、水合肼(NH2NH2·H2O,hydrazine hydrate)、二甲基甲酰胺(DMF)、或是甲醇、乙醇等醇类还原剂,通过原位电子转移反应令浸置于还原溶液中的高分子复合材料的银离子直接还原成银纳米粒,即可制得该含有有机改质无机粘土/纳米银/高分子材料的抗菌复合材料。
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效,在以下20个具体例及5个比较例的详细说明中,将可清楚的呈现,但应了解的是,该等具体例仅为说明用,而不应被解释为本发明实施的限制。
具体例1
首先秤取经过钠离子改质的蒙脱土(型号PK805,厂商:Paikong,Taiwan)粉末5g,分散于双十二烷基二甲基溴化铵((CH3(CH2)11)2(CH3)2NBr,dimethyldidodecylammonium bromide,以下简称DDAB)的水溶液中,并在温度控制于20~30℃的条件下搅拌24小时,然后将其过滤并用蒸馏水反复洗涤滤得的粘土固体直至其滤液用硝酸银(AgNO3)滴定不再出现黄色的AgBr沈淀为止(确定滤液不含Br-)。接着将此改质过的湿粘土固体置于100℃真空烘箱中烘干,再用325-目(mesh)的网目过筛,便可得到粒径约为40μm的有机改质蒙脱土(以下简称o-MMT)。
然后秤取1g分子量为150,000的聚丙烯腈(以下简称PAN)溶于DMF中,再将重量为PAN重量的1wt%的o-MMT(以o-MMT含量1wt%表示)加入该溶有PAN的DMF溶液中,并在50~75℃的温度条件下搅拌24小时,接着将DMF溶剂移除,并在真空烘箱干燥24小时(烘箱压力控制于1mmHg以下,温度控制于60~70℃)然后利用研磨机将该PAN/o-MMT混合物打成粉末。
接着取前述PAN/o-MMT粉末1克及硝酸银0.04g(F=0.05)溶于10ml DMF中,并在室温下用超音波震荡搅12小时,接着将此混合液铸入一玻璃平板上,并置于70℃的真空烘箱中将DMF移除,得到聚丙烯腈/蒙脱土/硝酸银的高分子复合薄膜。
然后将该高分子复合薄膜浸入一含有3%硼氢化钠的还原溶液中30分钟,让银离子还原成银原子后即可得到该抗菌复合材料A-1。
具体例2~20
该具体例2~20的抗菌复合材料A-2~A-20的制备方法与该具体例1大致相同,不同处在于该具体例2~20添加的硝酸银与聚丙烯腈重复单元的摩尔比值(F)不同及o-MMT的含量比例不同。
比较例1~5
该比较例1~5的抗菌复合材料B-1~B-5的制备方法与该具体例1大致相同,不同处在于该比较例1~5没有添加有机改质蒙脱土(o-MMT),仅加入不同F值的硝酸银,而制得该抗菌复合材料B-1~B-5。
表1及表2为所述具体例1~20及比较例1~5制得的抗菌复合材料A-1~A-20及B-1~B-5的F值及有机改质蒙脱土(o-MMT)的含量整理。
表1
表2
参阅图2~图5,图2、3是该抗菌复合薄膜A-5(F=0.1,o-MMT 3wt%)及B-2(F=0.1,o-MMT 0wt%)的透射电子显微镜(TEM)图,图4、5则是该抗菌复合薄膜A-5及B-2的原子粒显微镜(AFM)图。由图2的结果可知,在没有o-MMT的存在下纳米银粒子的分散性较差且有聚集(aggregate)的现象产生;而由图3则可观察到o-MMT(灰色条丝状)均匀的分散于PAN基材中,纳米银粒子分散较均匀且无聚集的现象,同时有纳米硅酸盐层状物出现处,纳米银粒子出现的机率明显的增加,此表示分散于PAN中具有纳米尺寸且带负电荷的层状硅酸盐(即o-MMT)有助于带正电的银离子吸附,而当银离子被NaBH4还原剂还原成纳米银后,则会均匀分布的固着于聚丙烯腈/蒙脱土/银纳米复合薄膜中,故o-MMT可当成制备奈粒银的优良分散剂,而有效提升纳米银粒子的分布性;再由图4、5的结果可知,未含o-MMT的纳米复合材料表面较为平滑,有明显突出的圆球状;而含有o-MMT的纳米复合材料表面则较为粗糙,如山峰高低起伏,而可大大增加复合材料的表面积,因此,可预测该抗菌复合材料可具有较佳的抗菌性,且当将此抗菌复合薄膜浸于水中制成抗菌液时,也有助于纳米银粒子的溶出而提高抗菌液的抑菌效果。
接着利用抗菌复合材料制备抗菌液。
将前述的抗菌复合薄膜浸于蒸馏水中至少5小时,即可制得本发明的抗菌液,当该抗菌复合材料与水的重量比值小于0.01时,会因为银原子的释出浓度不足,而不具抗菌性,而当该抗菌复合材料与水的重量比值大于0.2时,则容易因为释出的银原子浓度过高,反而容易令抗菌液中的银原子聚集而降低抗菌性,较佳地,该抗菌复合材料与水的重量比值为介于0.01~0.2之间。
于本实验中是将该抗菌复合薄膜A-2、A-6、A-10、A-14,及A-18各100mg浸入5ml蒸馏水中约8~24小时,令该抗菌复合薄膜中的纳米银粒子溶出,即可得到具有不同浓度纳米银的抗菌液(将抗菌复合薄膜100mg浸泡于5ml的水中24小时的抗菌液浓度定义为2%),然后分别对该些抗菌液进行抑菌试验。
要说明的是,当该抗菌液的抗菌复合材料含量太高时,会因为释出的银原子浓度过高产生聚集而降低抗菌液的抑菌性;换句话说,当抗菌液的抗菌复合材料含量太低时则会因银原子的释出浓度不足,而无法达到抑菌效果,较佳地,该抗菌复合材料与水溶液的重量比值介于0.02~0.10之间,更佳地,该抗菌复合薄膜与水溶液的重量比值介于0.02~0.10之间。
抗菌液抑菌试验
该抑菌试验所使用的细菌为Organism Escherichia coli BCRC 10239(以下简称E.coli),取自生物资源保存及研究中心(BCRC),其使用的试验方法为滤纸扩散试验抑菌测试:是用NA(营养琼脂)培养基将E.coli在37℃条件下成长繁殖一天,然后再将不同浓度的纳米银溶液(40μl)直接加在放置于培养基上的无菌滤纸(直径8mm),待菌体完全生长后,观察抑菌环的大小。
本实验结果将抑菌能力区分为四级:抑菌环直径小于10mm者,表示没有明显活性;抑菌环直径等于10mm者为轻度活性;抑菌环直径介于11~15mm者为中度活性,而抑菌环直径大于16mm者为高度活性。
参阅图6,图6为将前述具有不同F值的抗菌复合薄膜A-2(F=0.05)、A-6(F=0.1)、A-10(F=0.15)、A-14(F=0.20),及A-18(F=0.25)100mg在5ml水中浸泡24小时后,所得抗菌液的抑菌结果。由图6可知:当F值≤0.10时(A-2、A-6),因为聚丙烯腈/有机改质蒙脱土/银抗菌复合薄膜中的纳米银含量较低,所以纳米银容易被o-MMT牢牢吸附住(类似单层吸附)而不易溶出,因此其浸泡后的纳米银水溶液无法呈现抑菌活性(抑菌环直径<10.0mm),而当F值>0.10时(A-10、A-14、A-18),抑菌效果则大幅上升,并在F=0.20时达到最大抑菌活性(抑菌环直径16.4mm);然而,当F值进一步提升至0.25(A-18)时,其抑菌效果不增反降,也就是说,F=0.25的抑菌效果反不如F=0.20。推测其原因应是随着聚丙烯腈/蒙脱土/银纳米复合材料中的纳米银含量的增加,纳米银粒子在o-MMT上形成多层吸附,因此对纳米银粒子的吸引力较弱,故纳米银粒子在水中较易溶出,故抑菌活性明显增加;然而,抗菌液中的银浓度增加,开始会有聚集的趋势而形成较大的银粒子,因此会降低纳米银粒与细菌接触的面积,而降低抗菌液的抗菌性质。
接着将前述抑菌效果最佳的抗菌复合薄膜A-14浸泡于水中(100mg A-14浸泡于5ml的水中)并将不同浸泡时间所得的抗菌液针对E.coli进行抑菌活性进行测试。
参阅图7,由图7可知:该抗菌复合薄膜A-14经过八小时浸泡后,其抗菌液对E.coli始具有微弱的抑菌活性(抑菌环直径10.4mm),表示纳米银的释出是缓慢的,而随着浸泡时间增加,抑菌活性也持续增强,在浸泡24小时后便可成为具强烈抑菌活性的抗菌液(抑菌环直径为16.4mm),此结果显示释放出来的银粒子,其累积量随着浸泡的时间增加而增加。
接着再利用该抗菌复合薄膜A-14配制成具有不同浓度(0.25%、0.5%、1.0%、2%)的抗菌液,并将该抗菌液针对E.coli进行抑菌活性测试。
参阅表3及图8,表3为显示该不同浓度抗菌液的抗菌复合薄膜A-14(F=0.2)与水的重量关系,图8则为所述不同浓度抗菌液的抑菌结果。
表3
由图8可明显发现抗菌液的抑菌活性与纳米银的浓度成正比关系,低浓度(0.25和0.5%)纳米银水溶液可减缓菌落的形成但没有抑菌活性(抑菌环直径<10.0mm);当浓度增加时,抑菌环直径也随着增大。1%纳米银水溶液开始有中等抑菌活性(11.0mm),2%纳米银水溶液有强烈的抑菌活性(>16.0mm),而此则表示F=0.20的聚丙烯腈/蒙脱土/银纳米该抗菌复合材料中的纳米银粒子在水中能稳定的释出。
较佳地,为了得到具有抗菌性及分散稳定性均佳的抗菌液,该抗菌复合材料与该水溶液的重量比值介于0.01~0.02之间,能使复合材料中纳米银稳定释出。
而由于在一般使用条件下,例如食品工业,通常需要具有长时间的抑菌效果,因此再对本发明的抗菌液进行抑菌稳定测试。
参阅图9,图9为将该抗菌复合薄膜A-14(F=0.20)100mg浸于5ml水中制得的抗菌液,每隔一段时间进行E.coli抑菌活性测试的结果。由图9的结果显示该抑菌液前三天具有强烈抑菌活性(抑菌环直径>16.0mm),然后抑菌活性随着时间而下降,13天后几乎达到一稳定的状况,亦即维持在中等抑菌效果(抑菌环直径13.0~13.6mm)且抑菌时间可长达三十天。推测此抑菌趋势应与抑菌液中实际存在的纳米银粒子含量有关;3天后抑菌活性下降表示抑菌液中的纳米银粒子有部份聚集,形成尺寸较大的颗粒,与细菌接触的总表面积下降,所以抑菌性会降低,而当此聚集现象达到平衡状况时,水溶液中的纳米银粒子即会稳定存在,故其抑菌活性可维持在一稳定的范围。此结果表示利用本发明的抗菌复合薄膜所制得的抗菌液可长时间储存及使用,而可有更广泛的应用。
由前述说明可知,本发明利用o-MMT均匀地插层至聚合物链中,扮演银离子的分散剂及稳定剂的角色,并利用原位还原法(in situ reduction)将硝酸银还原成纳米银而制成聚丙烯腈/蒙脱土/银纳米复合材料,用以克服现有纳米银粒子间的各种吸引力所产生的聚集问题,而可得到分散性佳的聚丙烯腈/蒙脱土/银纳米抗菌复合材料;再者,利用本发明的抗菌复合材料所制得的抗菌液,系利用该抗菌复合材料于水中可缓慢且稳定地释出银纳米粒的特性,使该抗菌液的银原子可长时间稳定储存的特点,而能长效地维持抗菌性、有效抑制细菌的生长,因此可更广泛适用于不同领域。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例,但应理解到,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种抗菌复合材料的制备方法,其特征在于,该方法包含:
(a)将一高分子聚合物与一有机改质无机粘土分散于一溶剂中,得到一预混物;
(b)将一硝酸银加入该预混物中搅拌、分散,令银离子借助该有机改质无机粘土的阴离子而分散于该有机改质无机粘土的层间,其中,该硝酸银与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.05~0.3之间,然后将该溶剂移除得到一高分子复合材料;以及
(c)将该高分子复合材料浸入一还原液中,令该高分子复合材料的银离子还原成银原子,即完成该抗菌复合材料的制备。
2.如权利要求1所述的抗菌复合材料的制备方法,其特征在于:该硝酸银与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.1~0.2之间。
3.如权利要求1所述的抗菌复合材料的制备方法,其特征在于:该有机改质无机粘土的含量不大于该高分子聚合物重量的7%,该有机改质无机粘土是由无机粘土与四级铵盐类化合物进行阳离子交换后而得,且该四级铵盐类化合物具有至少一个碳数介于10~20的长链烷基取代基团。
4.如权利要求3所述的抗菌复合材料的制备方法,其特征在于:该无机粘土选自硅矾石类粘土、绢云母、高岭土、蛭石、人工无机层状材料,或前述其中一组合。
5.一种抗菌复合材料,其特征在于:该抗菌复合材料包含有机改质无机粘土、纳米银粒子,及高分子聚合物,其中该有机改质无机粘土是由无机粘土与四级铵盐类化合物进行阳离子交换后而得,且该纳米银粒子与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.1~0.3之间。
6.如权利要求5所述的抗菌复合材料,其特征在于:该无机粘土选自硅矾石类粘土、绢云母、高岭土、蛭石,或人工无机层状材料。
7.如权利要求5所述的抗菌复合材料,其特征在于:以该抗菌复合材料重量百分比为100wt%计,该有机改质无机粘土的重量百分比不大于7wt%,且该纳米银粒子与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.1~0.2之间。
8.如权利要求5所述的抗菌复合材料,其特征在于:该高分子聚合物选自聚丙烯腈、聚乙烯醇,或聚偏氟乙烯。
9.一种抗菌液,其特征在于:该抗菌液包含一水溶液及一浸泡于该水溶液中的抗菌复合材料,该抗菌复合材料包括有机改质无机粘土、纳米银粒子,及高分子聚合物,其中该有机改质无机粘土是由无机粘土与四级铵盐类化合物进行阳离子交换后而得,且该纳米银粒子与该高分子聚合物的重复单元的摩尔比值介于0.1~0.2之间。
10.如权利要求9所述的抗菌液,其特征在于:以该抗菌复合材料重量百分比为100wt%计,该有机改质无机粘土的重量百分比不大于7wt%,且该抗菌复合材料与该水溶液的重量比值介于0.01~0.02之间。
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